在Python中以类似JavaScript的方式启动异步协程

本文旨在解决python异步编程中协程启动方式与javascript等语言的差异。通过asyncio.run_coroutine_threadsafe方法，我们可以在独立的事件循环中运行协程，并提供了一个attempt函数来检测协程的完成状态，从而实现更灵活的异步任务管理，避免阻塞主线程。

在Python的异步编程中，一个常见的困惑是，简单地调用一个协程并不会立即启动它。这与JavaScript等语言不同，后者在调用`async`函数时会立即执行，直到遇到第一个`await`。Python的`asyncio`库需要显式地调度协程才能运行。这种差异导致在需要立即启动多个协程并在稍后等待它们完成的情况下，可能会出现效率问题。 一种常见的解决方法是使用`asyncio.create_task`，但这仍然需要在事件循环中显式地等待任务。本文将介绍一种使用`asyncio.run_coroutine_threadsafe`在独立的事件循环中运行协程的方法，并提供一个`attempt`函数来检测协程的完成状态，从而实现更灵活的异步任务管理。 ### 使用 `asyncio.run_coroutine_threadsafe` `asyncio.run_coroutine_threadsafe`函数允许你在一个独立的线程中运行协程，并将其提交到指定的事件循环中。这对于需要并行执行异步任务，并且不希望阻塞主线程的情况非常有用。 以下是一个示例代码： ```python import asyncio import time from threading import Thread global_loop = None def thread_for_event_loop(): global global_loop global_loop = asyncio.new_event_loop() asyncio.set_event_loop(global_loop) global_loop.run_forever() t = Thread(target=thread_for_event_loop) t.daemon = True t.start() time.sleep(1) # wait for thread to start old_print = print print = lambda *_: old_print(round(time.perf_counter(), 1), *_) def attempt(future): # doesn't actually do anything, only prints if task is done print(future.done()) async def work(): print("SETUP") await asyncio.sleep(2) print("MIDDLE") await asyncio.sleep(2) print("END") return "Result" async def main(): print("START", int(time.perf_counter())) task = asyncio.run_coroutine_threadsafe(work(), global_loop) attempt(task) attempt(task) print("before first sleep") time.sleep(3) print("after first sleep") attempt(task) attempt(task) print("before second sleep") time.sleep(3) # Block CPU to wait for second sleeping to finish print("after second sleep") attempt(task) attempt(task) print(await asyncio.wrap_future(task)) asyncio.run(main())

代码解释：

1. 创建新的事件循环和线程： 首先，我们创建一个新的事件循环global_loop，并在一个独立的线程中运行它。这允许我们在不阻塞主线程的情况下执行异步任务。
2. attempt 函数： attempt函数接收一个Future对象作为参数，并检查该任务是否完成。在本例中，它只是打印任务的完成状态。
3. work 协程： work协程模拟一个耗时操作，它打印一些信息，然后休眠一段时间。
4. main 协程： main协程使用asyncio.run_coroutine_threadsafe将work协程提交到global_loop中运行。然后，它调用attempt函数来检查任务的完成状态，并在主线程中休眠一段时间。最后，它等待任务完成并打印结果。
5. 重定向print：为了方便观察时间，这里重定向了print函数，添加了时间戳。

输出结果：

1.1 START 1
1.1 False
1.1 False
1.1 before first sleep
1.1 SETUP
3.1 MIDDLE
4.1 after first sleep
4.1 False
4.1 False
4.1 before second sleep
5.1 END
7.1 after second sleep
7.1 True
7.1 True
7.1 Result

输出解释：

• START 1：表示主协程开始运行。
• False：在协程启动初期，attempt函数检测到任务尚未完成。
• SETUP 和 MIDDLE：表示 work 协程在后台线程中执行。
• True：在协程完成后，attempt函数检测到任务已经完成。
• Result：表示 work 协程的返回值。

注意事项

• 线程安全： 在多线程环境中使用asyncio时，需要确保线程安全。可以使用asyncio.run_coroutine_threadsafe将协程提交到指定的事件循环中，以避免竞争条件。
• 事件循环： 确保协程在正确的事件循环中运行。如果未指定事件循环，则将使用默认的事件循环，这可能会导致意外行为。
• 错误处理： 在异步编程中，错误处理非常重要。需要使用try...except块来捕获和处理协程中可能发生的异常。

总结

通过使用asyncio.run_coroutine_threadsafe，我们可以在独立的线程中运行协程，并提供了一个attempt函数来检测协程的完成状态。这允许我们更灵活地管理异步任务，避免阻塞主线程，并提高程序的并发性。这种方法特别适用于需要在后台执行耗时操作，并且需要定期检查任务完成状态的情况。

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